[发明专利]一种电力系统复杂相继故障仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统的故障仿真方法，具体是一种电力系统中的复杂相继故障仿真方法，属于仿真技术领域。

背景技术

电力系统在运行过程中，不可避免的会发生故障，如何准确得知故障对电力系统的影响，人们进行了大量研究。针对电网物理属性对电网崩溃的影响，研究认为电网具有典型的自组织临界特性（Self-Organized Criticality，SOC），相继提出了三大类连锁故障模型，主要包括：基于网络拓扑结构的连锁故障模型，基于元件级联失效的连锁故障模型和基于电网动态特性的连锁故障及大停电事故模型。上述模型提供了一些电网SOC研究的一些方法，但主要采取潮流计算分析的方法。

然后实际停电统计数据却揭示，相当一部分大停电演化中会由于大扰动（如线路三相短路永久故障等，故障后切除相应线路等）失去稳定，进而导致发电机切除、负荷切除以及潮流转移，最终引发连锁故障。因此，在电网大停电事故模型中，电力系统故障后，能否经过暂态过程达到新的稳态运行状态或恢复到原来的状态至关重要，因此需要考虑故障后的电力系统暂态稳定过程。如中国专利文献CN102403717A中，公开了一种电力系统故障严重程度评价方法，步骤为：对目标电网系统自动生成故障集；选择纳入评价的节点；对故障集中的任一故障组进行机电暂态仿真计算，根据仿真过程信息判断系统是否发生了功角、电压、频率失稳；分别按照功角、电压、频率三个指标计算出该故障的严重系统；将前述得到的三个严重系数进行加权组合得出综合严重系统；重复前述步骤，完成对故障集中所有故障组的严重系统计算；对故障集中的各故障组按综合严重系数由大到小进行排序，输出一览表。该技术方案公开的方法重点关注电力系统故障对暂态稳定性的影响，可快速地对目标电网众多的故障类型按严重程度进行排序，找出影响系统安全稳定运行的约束性故障。该技术方案中，虽然考虑到严重故障对暂态稳定性的影响，但是仅提供了对严重故障进行评价的方法，未对严重故障的在暂态稳定问题上进行分析，人们仍然无法了解发生故障后电力系统的运行情况，无法提前采取措施应对电力系统在故障发生后造成的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的复杂故障分析仅考虑线路过载导致的连锁开断、并未考虑复杂相继开断中打扰动引起的暂态问题，从而提供一种不仅考虑线路过载导致的连锁开断，而且考虑复杂相继开断中打扰动引起的暂态问题，分析更加准确的电力系统复杂相继故障仿真方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电力系统复杂相继故障仿真方法，包括如下步骤：

（1）随机故障场景生成，包括如下过程：

1.1、设置故障场景的数目，随机选择生成故障的线路，计算线路总长度；

1.2、导入基础潮流数据，设置故障时间；

1.3、选择故障线路，判断线路状态并进行故障生成；

1.4、随机获取无故障时间；

1.5、判断是否满足终止条件，不满足转到步骤1.3，否则终止故障生成；

（2）对每一个场景依次进行复杂相继故障仿真，包括如下过程：

2.1、读取步骤（1）中生成的故障场景的故障信息，统计故障总数；

2.2、按发生时间对故障进行排序；

2.3、导入潮流及动态数据，获取第一个故障发生时间、随后无故障持续时间；

2.4、设置故障操作，并根据故障操作后果判断是否形成新的孤岛，如果形成孤岛则统计新孤岛母线数并保存相关信息，孤岛中母线数大于预设最大孤岛母线数，则终止仿真；

2.5、进行两个故障间的无故障仿真；

2.6、判断系统是否失稳，如果失稳则统计失稳机组数目；

2.7、判断是否处理完所有故障，如没有处理完，则转至步骤2.4；如处理完毕，终止仿真。

所述的电力系统复杂相继故障仿真方法，在所述步骤（1）中，采用PSSE系统进行仿真。

所述的电力系统复杂相继故障仿真方法，在所述步骤1.1中，计算线路总长度的方法为：首先计算或查找得到第i条线路的长度L_i，此处i为1至N，N为线路的总数目,再将所有的线路首尾依次相连，形成一个整体线路，线路总长度为D，

所述的电力系统复杂相继故障仿真方法，在所述步骤1.3中选择线路故障采用轮盘赌的方法，具体为：在半开半闭区间（0,D]内等概率随机选择一个数r，如果r位于线路i的始端和终端内，则线路i被选中为故障线路。